ODLEWNICTWO-technika wytwarzania
wyrobów metalowych, zwanych odlewami
polegająca na nadaniu im kształtu, wymiarów
i struktury za pomocą doprowadzenia metalu
do stanu ciekłego i wypełnienia nim odp.
przygotowanej formy.
FORMY JEDNORAZOWEGO UŻYTKU
ETAPY ODLEWU-a)przygotowanie ciekłego
Stopu,b)wykonanie formy odlewniczej,c)zalanie
formy metalem,d)krzepnięcie i stygnięcie odlewu
e)wyjęcie odlewu
FORMA-forma odlewnicza jest zespołem elementów
Które po złożeniu tworzą wnękę o kształcie surowego
Odlewu czyli odlewu wraz z układem wlewowym
ELEMENTY FORMY-a)forma odlewu,b)wnęka
Formy,c)kanał układud)odlew
PODZIAŁ FORM-1)Jednorazowe(Piaskowe,skorupowe),
2)Półtrwałe(murowana,ceramiczna,metalowo-ceramiczna),
3)Trwałe(metalowa,niskociśnieniowa,ciśnieniowa,wirująca)
MASA FORMIERSKA-materiał do wytwarzania piaskowych
form odlewniczych i rdzeni odlewniczych (tzw. masa rdzeniowa);
zawiera osnowę ziarnową (piasek), spoiwo
(np. glinki ogniotrwałe, cement) i dodatki np. poprawiające gładkość.
ELEMENTY MASY-a)osnowa masy(piasek)b)lepiszcze lub spoiwo(łączny ziarna osnowy)c)woda(aktywuje lepiszcze)d)dodatki specjalne
WŁAŚCIWOŚCI MASY-a)wilgotnośćb)wytrzymałośćc)przepuszczalnośćd)osypliwośće)gazotwórczośćf)ogniotrwałośćg)wybijalnośćh)płynność
ELEMENTY DO FORMY ODLEWNICZEJ-a)masa formierskab)skrzynki formierskiec)modele odlewnicze e)rdzennice odlewniczef)materiały ułatwiające oddzielenieg)narzędzia do formowania
MODEL-element służący do odwzorowania zewnętrznych kształtów w formie:a)kształtów wnękib)kanałów ukł.wlewowego
PODZIAŁ MODELI-a)bezpośrednio odtwarzające kształtyb)pośrednioc)uproszczone
RDZENNICE-odtwarzają wewnętrzne kształty odlewu, przy ich wytwarzaniu należy uwzględnić:a)płaszczyznę podziałub)
Naddatki na obróbkę skrawaniem i skurcz odlewniczy,Podział:skrzynkowe,kamicowe(zwykłe(otwarte i półotwarte) i złożone, z pancerzem. Składają się z rdzenia właściwego i rdzennika wchodzącego w gniazda rdzennikowe.
FORMOWANIE-zespół czynności związanych z wykonaniem formy odlewniczej który niezależnie od stosowanych metod ma wspólny szereg czynności:a)dobór narzędzi i skrzynek formierskichb)napełnienie skrzynki masą formierskąc)wykonanie wnęki przez zagęszczenie masyd)wyjęcie modelu z formye)wykończenie i włożenie rdzeni f)złożenie i przygotowanie do zalewania
TECHNOLOGIA PEŁNEJ FORMY-nie usuwa się modeli przed zalaniem formy ciekłym materiałem-model wytwarzany jest jako naturalny, odpowiadający pod względem wymiarów, kształtu dokładnie surowemu odlewowi-nie występują płaszczyzny podziału-podczas odlewu model ulega zgazowaniu
PROCES ZALEWANIA FORM-a)wytworzenie modelub)naniesienie pokryciac)włożenie do skrzynkid)zasypanie piaskieme)zalanie metalemf)wybicie formyg)oddzielenie odlewuh)zwrotny transport piasku
MASY ZE SZKŁEM WODNYM-roztwór wodny krzemianu sodu,charakteryzuje je moduł,rodzaj,gęstość.Zachodzi reakcja chem. Przy utwardzaniu(CO2)Zalety:a)mniejsza praca zagęszczania,b)wyeliminowanie suszenia,c)łatwość sporządzenia masy,d)tanie składniki,e)brak szkodliwości dla środowiska
Wyróżnia się 3 podstawowe rodzaje:
- szybko wiążące ( utwardzane co2)
- samoutwardzalne ciekłe (CMS)
- samoutwardzalne (SMS)
TECHNOLOGIA SYPKICH MAS SAMOUTWARDZALNYCH(SMS)
- utwardzenie zachodzi w wyniku reakcji roztworu szkła wodnego z krzemem metalicznym lub krzemianem wapniowym
-zastosowanie oprócz osnowy kwarcowej i szkła wodnego ; sproszkowanego żelaza
- krzemu lub wapno-krzemu
- w wyniku podwyższenia temp masy podczas żelowania następuje jej odwodnienieZalety:-nie tworzy się węglan sodu, który pogarsza jakość mas formierskich
- lepsza wybijalność i ogniotrwałość masy z utwardzonej Co2Wady:Skłonność do przyklejania się masy do modeli i rdzenia
- mała wytrzymałość masy w stanie wilgotnym
Metodą tą można wytwarzać formy i rdzenie do produkcji odlewów o różnych masach i różnych stopów sporządzenie formy i rdzenie pokrywa się powłokami ochronnymi spirytusowymi lub wodnymi.
FORMY SKORUPOWE-
Najbardziej wszechstronną ze wszystkich technik odlewniczych jest odlewanie przy zastosowaniu form piaskowych.
Do wykonania wyżej wymienionego odlewu niezbędne są :
a) model przedmiotu, który uwzględnia skórcz odlewniczy ( ok.1,5%) pochylenie ścian pionowych. Model wykonuje się jako modele dzielone ( o najmniej dwie części)
b) skrzynki formierskie w których formuje się części modelu
c) masa formierska
d) układ wlewowy i przelewowy, który ma odwzorować kanały wewnątrz formy którymi płynie metal
e) narzędzia do zagęszczania, ubijania, kształtowania formy.
2 metody: na zimno i na gorąco(proces C-nagrzanie płytki,nałożenie na zbiornik z piaskiem,obrót o 1800 i proces D-jednoczesne dwustronne ogrzewanie masy)
Otrzymuje się połówki form skorupowych-należy je skleić, lub sklamrować.
ODLEWANIE METODĄ TRACONEGO WOSKU
Jest to bardzo nowoczesna technika pozwalająca wykonać odlewy precyzyjne lecz o masie do kilku kilogramów. Polega ona na wykonaniu odpowiedniej ilości modeli z wosku, a następnie połączeniu ich z układem wlewowym, który również jest wykonany z wosku. Na tak przygotowany model nakłada się naprzemiennie warstwy masy ceramicznej i piasku kwarcowego. W ten sposób powstaje skorupa z której po wytopieniu wosku powstaje forma. W takiej formie otrzymuje się jednorazowo kilkadziesiąt sztuk odlewów.
WYTWARZANIE W FORMCH TRWAŁYCH
PODZIAŁ:
a)odlewanie do kokil <grawitacyjne>
b)odlewanie do form wirujących:
-odśrodkowe właściwe
-półśrodkowe
Oś wirowania formy pokrywa się z osią wirowania odlewu
-pod ciśnieniem odśrodk.
c)odlewanie pod ciśnieniem(do formy ciśnieniowej)
-niskim: 0,1-0,5
-średnim
-wysokim 20-3,5 tyś. atm.(z zimną komorą, z goracą kom.)
ZALETY:
-duża dokładność wymiarowa odlewu
-mała chropowatość, duża czystość powierzchni
-małe naddatki na obr. skrawaniem
-dobra jakość tworzywa-drobnoziarnistość struktury zapewnia db właści. mech.
-dopuszczalne jest zwiększenie ilości domieszek np. żelaza w st.. alum.
-skróc. czasu obróbki cieplnej
-ograniczenie wielkości ukł. wlewowego
-ogr. obiegu masy rdzeniowej i zużycia formierskiej
-wyeliminowanie obiegu skrzynek form.
-większa wydajność na jednego pracownika
-łatw.mecha-ja i automat-cja procesu
-stabilizacja procesu odlewania
RODZAJ POKRYCIA:
-bielidła talkiem
-czernidła: zawierające grafit, zwiększają odprowadz ciepła
POKRYCIE POWŁOKĄ OCHRONNĄ ZAPEWNIA:
-zabezpieczenie powierz. wnęki formy przed bezpośrednim działania wysokiej temp. ciekłego metalu
-zabezpieczenie przed przywieranie metalu do powierz. wnęki formy
-możliwość regulacji szybk. krzepnięcia odlewu przez nakładanie odpowiedniej warstwy pokrycia
KOKILE-formy metalowe, wieloczęściowe z kształtowymi płaszczyznami podziału.Słuzą do wielokrotnych odlewów
CECHY-szybkie stygnięcie i krzepnięcie odlewu-całkowity brak podatności-powstawanie znacznych naprężeń-brak przepuszczalności
NA JAKOŚĆ I TRWAŁOŚĆ WPŁYWA-rodzaj materiału użyty do budowy-rodzaj materiału odlewu-konstrukcja kokili i odlewu-rodzaj i grubość pokrycia ochronnego.
ODLEWANIE DO FORM WIRUJĄCYCH:
Odlewanie w formy wirujące polega na wykorzystaniu do kształtowania odlewu siły odśrodkowej działającej na metal w wyniku wirowania formy. Popularnie w ten sposób odlewania jest nazywany odlewaniem odśrodkowym.
Rozróżnia się trzy rodzaje odlewania odśrodkowego:
A)Odlewanie odśrodkowe właściwe, w którym oś odlewu pokrywa się z osią wirowania formy; zewnętrzna powierzchnia odlewu przyjmuje w tym przypadku kształt wnęki formy, a powierzchnia wewnętrzna swobodna kształtuje się w wyniku działania siły odśrodkowej na poszczególne cząsteczki krzepnącego metalu.
B)Odlewanie pół środkowe, przy którym oś odlewu pokrywa się z osią wirowania, ale powierzchnię wewnętrzną odtwarzają rdzenie ustawione w wirującej formie.
C)Odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym, w którym odlew jest odtwarzany we wnękach kilku form rozłożonych wokół wlewu głównego, który stanowi oś wirowania całego układu.
Oś wirowania może być pionowa, pozioma lub pochyła. W niektórych przypadkach, np. przy odlewaniu odśrodkowym kul, forma jest poddana wirowaniu wokół kilku osi równocześnie. Odlewanie odśrodkowe z poziomą osią wirowania jest stosowane najczęściej do odlewania rur o dłuższych długościach.
CIŚNIENIOWE-Odlewanie pod ciśnieniem nazywane równieżodlewaniem ciśnieniowym jest rozwinięciem odlewania kokilowego i polega na wprowadzeniu do formy metalu naktóry wywarte jest ciśnienie 2,0 -350 MN/m2.